TR 
EN 
ES 
DE 
FR 
IT 
ZH 
JA 
PT 
KO 
PL 
AR Blog Arşivleri
Temassız Profilometri ile Bir Penny'nin 3D Yüzey Analizi
Madeni Paralar için Temassız Profilometrinin Önemi
Para birimi modern toplumda oldukça değerlidir çünkü mal ve hizmet karşılığında alınıp satılmaktadır. Madeni para ve kağıt banknotlar birçok insanın elinde dolaşıyor. Fiziksel para biriminin sürekli transferi yüzey deformasyonuna neden olur. Nanovea'nın 3D'si Profilometre yüzey farklılıklarını araştırmak için farklı yıllarda basılan madeni paraların topografyasını tarar.
Madeni para özellikleri, ortak nesneler olduğundan halk tarafından kolayca tanınabilir. Nanovea'nın Gelişmiş Yüzey Analiz Yazılımı Mountains 3D'nin gücünü tanıtmak için bir kuruş idealdir. 3D Profilometremiz ile toplanan yüzey verileri, yüzey çıkarma ve 2D kontur çıkarma ile karmaşık geometri üzerinde yüksek düzeyde analizlere olanak tanır. Kontrollü bir maske, damga veya kalıpla yüzey çıkarma, üretim süreçlerinin kalitesini karşılaştırırken, kontur çıkarma, boyut analiziyle toleransları tanımlar. Nanovea'nın 3D Profilometer ve Mountains 3D yazılımı, paralar gibi görünüşte basit nesnelerin mikron altı topografyasını araştırıyor.
Ölçüm Hedefi
Beş peninin tüm üst yüzeyi Nanovea'nın Yüksek Hızlı Çizgi Sensörü kullanılarak taranmıştır. Her bir kuruşun iç ve dış yarıçapı Mountains Gelişmiş Analiz Yazılımı kullanılarak ölçüldü. Doğrudan yüzey çıkarma ile ilgilenilen bir alandaki her bir kuruş yüzeyinden bir çıkarma, yüzey deformasyonunu ölçtü.
Sonuçlar ve Tartışma
3D Yüzey
Nanovea HS2000 profilometre, bir kuruşun yüzeyini elde etmek için 10um x 10um adım boyutuyla 20mm x 20mm'lik bir alanda 4 milyon noktayı taramak için sadece 24 saniye sürdü. Aşağıda taramanın yükseklik haritası ve 3D görselleştirmesi yer almaktadır. 3D görünüm, Yüksek Hızlı sensörün gözle görülemeyen küçük ayrıntıları yakalama becerisini göstermektedir. Kuruşun yüzeyinde birçok küçük çizik görülebiliyor. 3D görünümde görülen madeni paranın dokusu ve pürüzlülüğü incelenmiştir.
Boyutsal Analiz
Kurşunun konturları çıkarılmış ve boyutsal analizle kenar özelliğinin iç ve dış çapları elde edilmiştir. Dış yarıçapın ortalaması 9,500 mm ± 0,024 iken iç yarıçapın ortalaması 8,960 mm ± 0,032'dir. Mountains 3D'nin 2D ve 3D veri kaynakları üzerinde yapabileceği diğer boyutsal analizler mesafe ölçümleri, basamak yüksekliği, düzlemsellik ve açı hesaplamalarıdır.
Yüzey Çıkarma
Şekil 5, yüzey çıkarma analizi için ilgi alanını göstermektedir. Dört eski kuruş için referans yüzey olarak 2007 kuruşu kullanılmıştır. Yüzeyden 2007 kuruşunun yüzeyinin çıkarılması delikli/çıkıntılı kuruşlar arasındaki farkları göstermektedir. Toplam yüzey hacmi farkı, deliklerin/çıkıntıların hacimlerinin toplanmasıyla elde edilir. RMS hatası, kuruş yüzeylerinin birbirlerine ne kadar yakın olduğunu ifade eder.
Sonuç
Nanovea'nın Yüksek Hızlı HS2000L'si farklı yıllarda basılmış beş madeni parayı taradı. Mountains 3D yazılımı, kontur çıkarma, boyutsal analiz ve yüzey çıkarma işlemlerini kullanarak her bir madeni paranın yüzeylerini karşılaştırdı. Analiz, yüzey özelliği farklılıklarını doğrudan karşılaştırırken bozuk paralar arasındaki iç ve dış yarıçapı net bir şekilde tanımlar. Nanovea'nın 3D profilometresinin her türlü yüzeyi nanometre düzeyinde çözünürlükle ölçme yeteneği, Mountains 3D analiz yetenekleriyle birleştiğinde, olası Araştırma ve Kalite Kontrol uygulamaları sınırsızdır.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Nanoindentasyon ile Diş Sertliği Değerlendirmesi
Biyo Malzemeler için Nanoindentasyonun Önemi
Birçok geleneksel mekanik testte (Sertlik, Yapışma, Sıkıştırma, Delinme, Akma Dayanımı, vb.), jellerden kırılgan malzemelere kadar gelişmiş hassas malzemelerin bulunduğu günümüz kalite kontrol ortamları artık daha fazla hassasiyet ve güvenilirlik kontrolü gerektirmektedir. Geleneksel mekanik enstrümantasyon, dökme malzemeler için kullanılmak üzere tasarlanmış olup gereken hassas yük kontrolünü ve çözünürlüğü sağlayamamaktadır. Test edilen malzemenin boyutu daha fazla ilgi çekmeye başladıkça Nanoindentasyon biyomalzemelerle yapılan araştırmalar gibi daha küçük yüzeylerde temel mekanik bilgileri elde etmek için güvenilir bir yöntem sağlamıştır. Özellikle biyomalzemelerle ilgili zorluklar, son derece yumuşak ve kırılgan malzemeler üzerinde doğru yük kontrolü yapabilen mekanik testlerin geliştirilmesini gerektirmiştir. Ayrıca, artık tek bir sistem üzerinde gerçekleştirilebilen çeşitli mekanik testleri gerçekleştirmek için birden fazla cihaza ihtiyaç duyulmaktadır. Nanoindentasyon, hassas uygulamalar için nano kontrollü yüklerde hassas çözünürlükle geniş bir ölçüm aralığı sağlar.
Ölçüm Hedefi
Bu uygulamada, Nanovea Mekanik Test CihazıNanoindentasyon modunda, dişin dentininin, çürüklerinin ve pulpasının sertliğini ve elastik modülünü incelemek için kullanılır. Nanoindentasyon testinin en kritik yönü numuneyi güvence altına almaktır; burada dilimlenmiş bir diş aldık ve epoksi monte ettik ve üç ilgi alanını da test için açıkta bıraktık.
Sonuçlar ve Tartışma
Bu bölüm, farklı numuneler için ana sayısal sonuçları karşılaştıran bir özet tablo ve ardından, mevcut olduğunda, girintinin mikrografları ile birlikte gerçekleştirilen her bir girintiyi içeren tam sonuç listelerini içerir. Bu tam sonuçlar, Sertlik ve Young modülünün ölçülen değerlerini, ortalamaları ve standart sapmalarıyla birlikte penetrasyon derinliği olarak sunmaktadır. Yüzey pürüzlülüğünün girinti ile aynı boyut aralığında olması durumunda sonuçlarda büyük farklılıklar oluşabileceği göz önünde bulundurulmalıdır.
Ana sayısal sonuçların özet tablosu:
Sonuç
Sonuç olarak, Nanovea Mekanik Test Cihazının Nanoindentasyon modunda bir dişin mekanik özelliklerinin hassas ölçümünü nasıl sağladığını gösterdik. Veriler, gerçek bir dişin mekanik özelliklerine daha iyi uyacak dolguların geliştirilmesinde kullanılabilir. Nanovea Mekanik Test Cihazının konumlandırma özelliği, çeşitli bölgelerdeki dişlerin sertliğinin tam olarak haritalanmasını sağlar.
Aynı sistemi kullanarak, diş malzemesinin kırılma tokluğunu 200N'a kadar daha yüksek yüklerde test etmek mümkündür. Kalan elastikiyet seviyesini değerlendirmek için daha gözenekli malzemeler üzerinde çok döngülü bir yükleme testi kullanılabilir. Düz silindirik bir elmas uç kullanmak, her bölgede akma dayanımı bilgisi verebilir. Ek olarak, DMA "Dinamik Mekanik Analiz" ile kayıp ve depolama modülleri dahil viskoelastik özellikler değerlendirilebilir.
Nanovea nano modülü bu testler için idealdir çünkü uygulanan yükü hassas bir şekilde kontrol etmek için benzersiz bir geri bildirim tepkisi kullanır. Bu nedenle nano modül, hassas nano çizik testi yapmak için de kullanılabilir. Diş malzemesi ve dolgu malzemelerinin çizilme ve aşınma direncinin incelenmesi, Mekanik test cihazının genel kullanışlılığına katkıda bulunur. Dolgu malzemelerindeki aşınmayı kantitatif olarak karşılaştırmak için keskin 2 mikronluk bir uç kullanmak, gerçek uygulamalardaki davranışın daha iyi tahmin edilmesini sağlayacaktır. Çok geçişli aşınma veya doğrudan rotatif aşınma testleri de uzun vadeli uygulanabilirlik hakkında önemli bilgiler sağlayan yaygın testlerdir.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Aşırı Düşük Hızlarda Sürtünme Değerlendirmesi
Düşük Hızlarda Sürtünme Değerlendirmesinin Önemi
Sürtünme, birbirlerine karşı kayan katı yüzeylerin göreceli hareketine direnen kuvvettir. Bu iki temas yüzeyinin göreceli hareketi gerçekleştiğinde, arayüzdeki sürtünme kinetik enerjiyi ısıya dönüştürür. Böyle bir süreç aynı zamanda malzemenin aşınmasına ve dolayısıyla kullanımdaki parçaların performansının düşmesine yol açabilir.
Büyük esneme oranı, yüksek esneklik, mükemmel su geçirmezlik özellikleri ve aşınma direnci ile kauçuk, otomobil lastikleri, cam silecek lastikleri, ayakkabı tabanları ve diğerleri gibi sürtünmenin önemli bir rol oynadığı çeşitli uygulamalarda ve ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu uygulamaların niteliğine ve gereksinimine bağlı olarak, farklı malzemelere karşı yüksek veya düşük sürtünme istenir. Sonuç olarak, kauçuğun çeşitli yüzeylere karşı sürtünmesinin kontrollü ve güvenilir bir şekilde ölçülmesi kritik hale gelir.
Ölçüm Hedefi
Kauçuğun farklı malzemelere karşı sürtünme katsayısı (COF), Nanovea kullanılarak kontrollü ve izlenen bir şekilde ölçülür. Tribometre. Bu çalışmada, Nanovea Tribometrenin farklı malzemelerin COF'sini son derece düşük hızlarda ölçme kapasitesini sergilemek istiyoruz.
Sonuçlar ve Tartışma
Kauçuk bilyelerin (6 mm çap, RubberMill) üç malzeme (Paslanmaz çelik SS 316, Cu 110 ve isteğe bağlı Akrilik) üzerindeki sürtünme katsayısı (COF) Nanovea Tribometre ile değerlendirilmiştir. Test edilen metal numuneler ölçümden önce ayna benzeri bir yüzey finişine kadar mekanik olarak parlatılmıştır. Uygulanan normal yük altında kauçuk bilyenin hafif deformasyonu, bir alan teması oluşturmuş ve bu da asperitelerin veya numune yüzey kaplamasının homojen olmamasının COF ölçümlerine etkisini azaltmaya yardımcı olmuştur. Test parametreleri Tablo 1'de özetlenmiştir.
Dört farklı hızda farklı malzemelere karşı bir lastik topun COF'si Şekil 2'de gösterilmiştir. 2'de gösterilmiş ve yazılım tarafından otomatik olarak hesaplanan ortalama COF'ler Şekil 3'te özetlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Dönme hızı 0,01 rpm gibi çok düşük bir değerden 5 rpm'ye yükseldikçe metal numunelerin (SS 316 ve Cu 110) COF'larının önemli ölçüde artması ilginçtir - kauçuk/SS 316 çiftinin COF değeri 0,29'dan 0,8'e ve kauçuk/Cu 110 çifti için 0,65'ten 1,1'e yükselmektedir. Bu bulgu, çeşitli laboratuvarlardan bildirilen sonuçlarla uyumludur. Grosch tarafından önerildiği gibi4 Kauçuğun sürtünmesi temel olarak iki mekanizma tarafından belirlenir: (1) kauçuk ve diğer malzeme arasındaki yapışma ve (2) yüzey asperitelerinin neden olduğu kauçuğun deformasyonundan kaynaklanan enerji kayıpları. Schallamach5 Yumuşak kauçuk küreler ve sert bir yüzey arasındaki arayüz boyunca kauçuğun karşı malzemeden ayrılma dalgalarını gözlemlemiştir. Kauçuğun alt tabaka yüzeyinden sıyrılma kuvveti ve ayrılma dalgalarının hızı, test sırasında farklı hızlardaki farklı sürtünmeyi açıklayabilir.
Buna karşılık, kauçuk/akrilik malzeme çifti farklı dönme hızlarında yüksek COF sergilemektedir. Dönme hızı 0.01 rpm'den 5 rpm'ye yükseldikçe COF değeri ~ 1.02'den ~ 1.09'a hafifçe artmaktadır. Bu kadar yüksek COF muhtemelen testler sırasında oluşan temas yüzeyindeki daha güçlü yerel kimyasal bağa bağlanmaktadır.
Sonuç
Bu çalışmada, son derece düşük hızlarda, kauçuğun kendine özgü bir sürtünme davranışı sergilediğini gösteriyoruz - sert bir yüzeye karşı sürtünmesi, göreceli hareketin artan hızıyla artar. Kauçuk, farklı malzemeler üzerinde kayarken farklı sürtünme gösterir. Nanovea Tribometer, malzemelerin sürtünme özelliklerini farklı hızlarda kontrollü ve izlenebilir bir şekilde değerlendirebilir ve kullanıcıların malzemelerin sürtünme mekanizmasına ilişkin temel anlayışı geliştirmelerine ve hedeflenen tribolojik mühendislik uygulamaları için en iyi malzeme çiftini seçmelerine olanak tanır.
Nanovea Tribometer, ISO ve ASTM uyumlu rotatif ve lineer modları kullanarak hassas ve tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testleri sunar ve isteğe bağlı yüksek sıcaklıkta aşınma, yağlama ve tribo-korozyon modülleri önceden entegre edilmiş tek bir sistemde mevcuttur. Dönme aşamasını 0,01 rpm'ye kadar son derece düşük hızlarda kontrol edebilir ve sürtünmenin gelişimini yerinde izleyebilir. Nanovea'nın eşsiz ürün yelpazesi, ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt tabakaların tüm tribolojik özelliklerini belirlemek için ideal bir çözümdür.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Polimerlerin Tribolojisi
Giriş
Polimerler çok çeşitli uygulamalarda yaygın olarak kullanılmış ve günlük yaşamın vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. Kehribar, ipek ve doğal kauçuk gibi doğal polimerler insanlık tarihinde önemli bir rol oynamıştır. Sentetik polimerlerin üretim süreci, tokluk, viskoelastisite, kendinden yağlama ve diğerleri gibi benzersiz fiziksel özellikler elde etmek için optimize edilebilir.
Polimerlerde Aşınma ve Sürtünmenin Önemi
Polimerler genellikle lastikler, rulmanlar ve konveyör bantlar gibi tribolojik uygulamalar için kullanılır.
Polimerin mekanik özelliklerine, temas koşullarına ve aşınma işlemi sırasında oluşan döküntü veya transfer filminin özelliklerine bağlı olarak farklı aşınma mekanizmaları ortaya çıkar. Polimerlerin hizmet koşulları altında yeterli aşınma direncine sahip olduğundan emin olmak için güvenilir ve ölçülebilir tribolojik değerlendirme gereklidir. Tribolojik değerlendirme, hedef uygulamaya uygun malzeme adayını seçmek için farklı polimerlerin aşınma davranışlarını kontrollü ve izlenen bir şekilde niceliksel olarak karşılaştırmamızı sağlar.
Nanovea Tribometre, ISO ve ASTM uyumlu rotatif ve lineer modları kullanarak tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testleri sunar ve isteğe bağlı yüksek sıcaklık aşınma ve yağlama modülleri önceden entegre edilmiş tek bir sistemde mevcuttur. Bu eşsiz ürün yelpazesi, kullanıcıların yoğun stres, aşınma ve yüksek sıcaklık gibi polimerlerin farklı çalışma ortamlarını simüle etmesine olanak tanır.
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu çalışmada Nanovea'nın Tribometre farklı polimerlerin sürtünme ve aşınma direncini iyi kontrollü ve niceliksel bir şekilde karşılaştırmak için ideal bir araçtır.
TEST PROSEDÜRÜ
Farklı yaygın polimerlerin sürtünme katsayısı (COF) ve aşınma direnci Nanovea Tribometre ile değerlendirildi. Sayaç malzemesi olarak (pim, statik numune) bir Al2O3 topu kullanıldı. Polimerler üzerindeki aşınma izleri (dinamik dönen numuneler), bir temassız 3D profilometre ve testler tamamlandıktan sonra optik mikroskop. Bir seçenek olarak, aşınma testi sırasında pimin dinamik numuneye girdiği derinliği ölçmek için temassız bir endoskopik sensörün kullanılabileceği unutulmamalıdır. Test parametreleri Tablo 1'de özetlenmiştir. Aşınma oranı K, K=Vl(Fxs) formülü kullanılarak değerlendirildi; burada V aşınmış hacim, F normal yük ve s kayma mesafesidir.
Bu çalışmada karşı malzeme olarak Al2O3 bilyelerin kullanıldığını lütfen unutmayın. Gerçek uygulama koşulları altında iki numunenin performansını daha yakından simüle etmek için herhangi bir katı malzeme ikame edilebilir.
SONUÇLAR VE TARTIŞMA
Aşınma hızı, malzemelerin kullanım ömrünü belirlemek için hayati bir faktördür, sürtünme ise tribolojik uygulamalar sırasında kritik bir rol oynar. Şekil 2, aşınma testleri sırasında Al2O3 bilyeye karşı farklı polimerler için COF'nin gelişimini karşılaştırmaktadır. COF, arızaların ne zaman meydana geldiğinin ve aşınma sürecinin yeni bir aşamaya girdiğinin bir göstergesi olarak çalışır. Test edilen polimerler arasında YYPE, aşınma testi boyunca ~0,15 ile en düşük sabit COF değerini korumaktadır. Düzgün COF, istikrarlı bir tribo temasın oluştuğu anlamına gelir.
Şekil 3 ve Şekil 4, test optik mikroskop tarafından ölçüldükten sonra polimer numunelerin aşınma izlerini karşılaştırmaktadır. In-situ temassız 3D profilometre, polimer numunelerin aşınma hacmini hassas bir şekilde belirleyerek sırasıyla 0,0029, 0,0020 ve 0,0032m3/N m aşınma oranlarının doğru bir şekilde hesaplanmasını mümkün kılmaktadır. Karşılaştırıldığında, CPVC numunesi 0,1121m3/N m ile en yüksek aşınma oranını göstermektedir. CPVC'nin aşınma izinde derin paralel aşınma izleri mevcuttur.
SONUÇ
Polimerlerin aşınma direnci, hizmet performanslarında hayati bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, Nanovea Tribometre'nin farklı polimerlerin sürtünme katsayısını ve aşınma oranını
iyi kontrollü ve kantitatif bir şekilde. HDPE, test edilen polimerler arasında ~0,15 ile en düşük COF değerini göstermektedir. YYPE, Naylon 66 ve Polipropilen numuneleri sırasıyla 0,0029, 0,0020 ve 0,0032 m3/N m gibi düşük aşınma oranlarına sahiptir. Düşük sürtünme ve yüksek aşınma direnci kombinasyonu, HDPE'yi polimer tribolojik uygulamaları için iyi bir aday haline getirmektedir.
In-situ temassız 3D profilometre, hassas aşınma hacmi ölçümü sağlar ve aşınma izlerinin ayrıntılı morfolojisini analiz etmek için bir araç sunarak aşınma mekanizmalarının temel anlayışına daha fazla bilgi sağlar
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
3D Profilometri ile Petek Panel Yüzey İşlemi
GİRİŞ
Petek panel yüzeyinin pürüzlülüğü, gözenekliliği ve dokusu, nihai panel tasarımı için ölçülmesi kritik öneme sahiptir. Bu yüzey nitelikleri, panel yüzeyinin estetiği ve işlevsel özellikleriyle doğrudan ilişkilendirilebilir. Yüzey dokusunun ve gözenekliliğin daha iyi anlaşılması, panel yüzeyinin işlenmesini ve üretilebilirliğini optimize etmeye yardımcı olabilir. Uygulama ve boyama gereksinimlerine yönelik yüzey parametrelerini kontrol etmek için petek panelin nicel, hassas ve güvenilir bir yüzey ölçümüne ihtiyaç vardır. Nanovea 3D Temassız sensörler, bu panel yüzeylerini hassas bir şekilde ölçebilen benzersiz kromatik konfokal teknolojisini kullanır.
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu çalışmada, yüksek hızlı Çizgi Sensörüyle donatılmış Nanovea HS2000 platformu, farklı yüzey kaplamalarına sahip iki petek panelini ölçmek ve karşılaştırmak için kullanıldı. Nanovea'yı sergiliyoruz temassız profilometrehızlı ve hassas 3D profil ölçümleri ve yüzey kaplamasının kapsamlı ve derinlemesine analizini sağlama becerisi.
SONUÇLAR VE TARTIŞMA
Örnek 1 ve Örnek 2 olmak üzere çeşitli yüzey işlemlerine sahip iki petek panel örneğinin yüzeyi ölçülmüştür. Numune 1 ve Numune 2 yüzeylerinin sahte renk ve 3D görünümü sırasıyla Şekil 3 ve Şekil 4'te gösterilmektedir. Pürüzlülük ve düzlük değerleri gelişmiş analiz yazılımı ile hesaplanmış ve Tablo 1'de karşılaştırılmıştır. Örnek 2, Örnek 1'e kıyasla daha gözenekli bir yüzey sergilemektedir. Sonuç olarak, Numune 1 için 4,27 µm'lik Sa değerine kıyasla Numune 2 14,7 µm'lik daha yüksek bir pürüzlülük Sa değerine sahiptir.
Petek panel yüzeylerinin 2D profilleri Şekil 5'te karşılaştırılarak kullanıcıların numune yüzeyinin farklı yerlerindeki yükseklik değişimini görsel olarak karşılaştırabilmeleri sağlanmıştır. Örnek 1'in en yüksek tepe ve en düşük vadi konumu arasında ~25 µm'lik bir yükseklik değişimine sahip olduğunu gözlemleyebiliriz. Öte yandan, Örnek 2, 2D profil boyunca birkaç derin gözenek göstermektedir. Gelişmiş analiz yazılımı, Şekil 4.b Örnek 2 tablosunda gösterildiği gibi altı nispeten derin gözeneğin derinliğini otomatik olarak bulma ve ölçme yeteneğine sahiptir. Altı gözenek arasındaki en derin gözenek yaklaşık 90 µm maksimum derinliğe sahiptir (Adım 4).
Örnek 2'nin gözenek boyutunu ve dağılımını daha fazla araştırmak için gözeneklilik değerlendirmesi yapılmış ve aşağıdaki bölümde tartışılmıştır. Dilimlenmiş görünüm Şekil 5'te gösterilmiş ve sonuçlar Tablo 2'de özetlenmiştir. Şekil 5'te mavi renkle işaretlenen gözeneklerin numune yüzeyinde nispeten homojen bir dağılıma sahip olduğunu gözlemleyebiliriz. Gözeneklerin izdüşüm alanı tüm numune yüzeyinin 18.9%'sini oluşturmaktadır. Toplam gözeneklerin mm² başına hacmi ~0,06 mm³'tür. Gözenekler ortalama 42,2 µm derinliğe sahiptir ve maksimum derinlik 108,1 µm'dir.
SONUÇ
Bu uygulamada, yüksek hızlı bir Çizgi Sensörü ile donatılmış Nanovea HS2000 platformunun, petek panel numunelerinin yüzey kalitesini hızlı ve doğru bir şekilde analiz etmek ve karşılaştırmak için ideal bir araç olduğunu gösterdik. Gelişmiş bir analiz yazılımı ile eşleştirilmiş yüksek çözünürlüklü profilometri taramaları, petek panel numunelerinin yüzey kalitesinin kapsamlı ve nicel bir şekilde değerlendirilmesini sağlar.
Burada gösterilen veriler, analiz yazılımında bulunan hesaplamaların yalnızca küçük bir bölümünü temsil etmektedir. Nanovea Profilometreler Yarı İletken, Mikroelektronik, Güneş, Fiber Optik, Otomotiv, Havacılık, Metalurji, İşleme, Kaplama, İlaç, Biyomedikal, Çevre ve diğer birçok endüstride çok çeşitli uygulamalar için neredeyse her yüzeyi ölçer.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Nanoindentasyon ile Gerilme Gevşemesi Ölçümü
GİRİŞ
Viskoelastik malzemeler hem viskoz hem de elastik malzeme özelliklerine sahip olarak karakterize edilir. Bu malzemeler sabit gerilme altında zamana bağlı gerilme azalmasına (gerilme 'gevşemesi') maruz kalır ve bu da ilk temas kuvvetinde önemli bir kayba yol açar. Gerilme gevşemesi malzemenin türüne, dokusuna, sıcaklığına, ilk gerilmeye ve zamana bağlıdır. Gerilme gevşemesinin anlaşılması, belirli uygulamalar için gereken mukavemet ve esnekliğe (gevşeme) sahip optimum malzemelerin seçilmesinde kritik öneme sahiptir.
Stres Gevşeme Ölçümünün Önemi
ASTM E328i, "Malzemeler ve Yapılar için Gerilme Gevşemesi için Standart Test Yöntemleri" uyarınca, bir malzeme veya yapı üzerine önceden belirlenmiş bir maksimum kuvvete ulaşana kadar bir girinti ile harici bir kuvvet uygulanır. Maksimum kuvvete ulaşıldığında, girintinin konumu bu derinlikte sabit tutulur. Daha sonra, girintinin konumunu korumak için gerekli olan dış kuvvetteki değişiklik, zamanın bir fonksiyonu olarak ölçülür. Gerilim gevşeme testindeki zorluk, derinliği sabit tutmaktır. Nanovea Mekanik Test Cihazı'nın nanoindentasyon modülü, piezo-elektrikli bir aktüatör ile derinliğin kapalı (geri besleme) döngü kontrolünü uygulayarak stres gevşemesini doğru bir şekilde ölçer. Aktüatör, derinliği sabit tutmak için gerçek zamanlı olarak tepki verirken, yükteki değişiklik son derece hassas bir yük sensörü tarafından ölçülür ve kaydedilir. Bu test, katı numune boyutu gerekliliklerine ihtiyaç duyulmadan neredeyse her tür malzeme üzerinde gerçekleştirilebilir. Ayrıca, testin tekrarlanabilirliğini sağlamak için tek bir düz numune üzerinde birden fazla test gerçekleştirilebilir
ÖLÇÜM HEDEFI
Bu uygulamada, Nanovea Mekanik Test Cihazının nanoindentasyon modülü, bir akrilik ve bakır numunesinin stres gevşeme davranışını ölçer. Nanovea'yı sergiliyoruz Mekanik Test Cihazı polimer ve metal malzemelerin zamana bağlı viskoelastik davranışlarını değerlendirmek için ideal bir araçtır.
TEST KOŞULLARI
Bir akrilik ve bir bakır numunenin gerilme gevşemesi Nanovea Mekanik Test Cihazının nanoindentasyon modülü ile ölçülmüştür. Farklı indentasyon yükleme hızları 1 ila 10 µm/dak arasında uygulanmıştır. Hedef maksimum yüke ulaşıldığında gevşeme sabit bir derinlikte ölçülmüştür. Sabit bir derinlikte 100 saniyelik bir bekletme süresi uygulanmış ve yükteki değişim bekletme süresi geçtikçe kaydedilmiştir. Tüm testler ortam koşullarında (23 °C oda sıcaklığı) gerçekleştirilmiş ve girinti testi parametreleri Tablo 1'de özetlenmiştir.
SONUÇLAR VE TARTIŞMA
Şekil 2 akrilik bir numunenin gerilme gevşemesi ölçümü sırasında zamanın bir fonksiyonu olarak yer değiştirme ve yükün gelişimini ve örnek olarak 3 µm/dak'lık bir girinti yükleme hızını göstermektedir. Bu testin tamamı üç aşamaya ayrılabilir: Yükleme, Gevşeme ve Boşaltma. Yükleme aşaması sırasında, yük kademeli olarak arttıkça derinlik doğrusal olarak artmıştır. Gevşeme aşaması maksimum yüke ulaşıldığında başlatılmıştır. Bu aşamada, cihazın kapalı geri besleme döngüsü derinlik kontrol özelliği kullanılarak 100 saniye boyunca sabit bir derinlik korunmuş ve yükün zamanla azaldığı gözlemlenmiştir. Tüm test, indenterin akrilik numuneden çıkarılması için bir boşaltma aşaması ile sonlandırılmıştır.
Aynı girinti yükleme oranları kullanılarak ancak gevşeme (sünme) süresi hariç tutularak ilave girinti testleri yapılmıştır. Bu testlerden yük ve yer değiştirme grafikleri elde edilmiş ve akrilik ve bakır numuneler için Şekil 3'teki grafiklerde birleştirilmiştir. Girinti yükleme hızı 10'dan 1 µm/dak'ya düştükçe, yük-yer değiştirme eğrisi hem Akrilik hem de Bakır için giderek daha yüksek penetrasyon derinliklerine doğru kaymıştır. Gerinimde zamana bağlı böyle bir artış, malzemelerin viskoelastik sünme etkisinden kaynaklanmaktadır. Daha düşük bir yükleme hızı, viskoelastik bir malzemenin karşılaştığı dış gerilime tepki vermesi ve buna göre deforme olması için daha fazla zamana sahip olmasını sağlar ...
Farklı girinti yükleme hızları kullanılarak sabit bir gerinimdeki yükün gelişimi, test edilen her iki malzeme için Şekil 4'te çizilmiştir. Yük, testlerin gevşeme aşamasının (100 saniye tutma süresi) ilk aşamalarında daha yüksek bir oranda azalmış ve tutma süresi ~50 saniyeye ulaştığında yavaşlamıştır. Polimerler ve metaller gibi viskoelastik malzemeler, daha yüksek girinti yükleme oranlarına maruz kaldıklarında daha yüksek yük kaybı oranı sergilerler. Girinti yükleme hızı 1'den 10 µm/dak'ya yükseldikçe gevşeme sırasındaki yük kaybı oranı sırasıyla Akrilik için 51,5'ten 103,2 mN'ye ve Bakır için 15,0'dan 27,4 mN'ye yükselmiştir. Şekil 5.
ASTM Standardı E328ii'de belirtildiği gibi, stres gevşeme testlerinde karşılaşılan en büyük sorun, bir cihazın sabit bir gerinim/derinlik sağlayamamasıdır. Nanovea Mekanik Test Cihazı, hızlı hareket eden piezo-elektrik aktüatör ile bağımsız kapasitör derinlik sensörü arasında derinlik için kapalı bir geri besleme döngüsü kontrolü uygulayabilmesi sayesinde mükemmel doğrulukta gerilim gevşeme ölçümleri sağlar. Gevşeme aşaması sırasında piezo-elektrik aktüatör, yükteki değişim bağımsız bir yüksek hassasiyetli yük sensörü tarafından ölçülüp kaydedilirken gerçek zamanlı olarak sabit derinlik kısıtlamasını korumak için girintiyi ayarlar.
SONUÇ
Bir akrilik ve bir bakır numunenin gerilme gevşemesi, Nanovea Mekanik Test Cihazının nanoindentasyon modülü kullanılarak farklı yükleme hızlarında ölçülmüştür. Yükleme sırasında malzemenin sünme etkisi nedeniyle daha düşük yükleme hızlarında girintiler yapıldığında daha büyük bir maksimum derinliğe ulaşılır. Hem akrilik hem de bakır numune, hedeflenen maksimum yükteki girinti konumu sabit tutulduğunda gerilme gevşemesi davranışı sergilemektedir. Daha yüksek girinti yükleme oranlarına sahip testler için gevşeme aşaması sırasında yük kaybında daha büyük değişiklikler gözlenmiştir.
Nanovea Mekanik Test Cihazı tarafından üretilen stres gevşeme testi, cihazların polimer ve metal malzemelerin zamana bağlı viskoelastik davranışını ölçme ve güvenilir bir şekilde ölçme yeteneğini sergilemektedir. Tek bir platform üzerinde eşsiz çok fonksiyonlu Nano ve Mikro modüllere sahiptir. Nem ve sıcaklık kontrol modülleri, çok çeşitli endüstrilere uygulanabilen çevresel test yetenekleri için bu cihazlarla eşleştirilebilir. Hem Nano hem de Mikro modüller çizik testi, sertlik testi ve aşınma testi modlarını içerir ve tek bir sistemde mevcut olan en geniş ve en kullanıcı dostu mekanik test yetenekleri yelpazesini sağlar.
ŞIMDI, BAŞVURUNUZ HAKKINDA KONUŞALIM
Çizik Testi Kullanarak Kaplama Hatalarını Anlama
Giriş:
Malzemelerin yüzey mühendisliği, dekoratif görünümden alt tabakaları aşınma, korozyon ve diğer saldırı türlerinden korumaya kadar çeşitli işlevsel uygulamalarda önemli bir rol oynamaktadır. Kaplamaların kalitesini ve hizmet ömrünü belirleyen önemli ve öncelikli bir faktör, yapışma ve yapışma mukavemetleridir.
Temassız Profilometri ile Yüksek Hızlı Tarama
Giriş:
Hızlı ve kolay kurulumlu yüzey ölçümleri zamandan ve emekten tasarruf sağlar ve kalite kontrol, araştırma, geliştirme ve üretim tesisleri için gereklidir. Nanovea Temassız Profilometre Herhangi bir yüzeyde nano ve makro ölçekteki özellikleri ölçmek için hem 3D hem de 2D yüzey taramaları gerçekleştirerek geniş aralıkta kullanılabilirlik sağlar.
Pin-on-Disk Tribometre Kullanılarak Sürekli Stribeck Eğrisi Ölçümü
Giriş:
Hareketli yüzeylerin aşınmasını/sürtünmesini azaltmak için yağlama uygulandığında, arayüzeydeki yağlama teması Sınır, Karışık ve Hidrodinamik Yağlama gibi çeşitli rejimlerden geçebilir. Akışkan filminin kalınlığı bu süreçte önemli bir rol oynar ve esas olarak akışkan viskozitesi, arayüzeyde uygulanan yük ve iki yüzey arasındaki bağıl hız tarafından belirlenir. Yağlama rejimlerinin sürtünmeye nasıl tepki verdiği Stribeck [1-4] eğrisi olarak adlandırılan eğri ile gösterilir.
Bu çalışmada ilk kez sürekli bir Stribeck Eğrisi'ni ölçme yeteneğini gösteriyoruz. Nanovea'yı kullanma Tribometre 15000'den 0,01 rpm'ye kadar gelişmiş kademesiz hız kontrolü, 10 dakika içinde yazılım doğrudan tam bir Stribeck Eğrisi sağlar. Basit ilk kurulum, geleneksel Stribeck eğrisi ölçümleri için veri birleştirme gerektiren farklı hızlarda birden fazla test gerçekleştirmek veya adım adım bir prosedür programlamak yerine, kullanıcıların yalnızca Üstel Rampa Modu'nu seçmesini ve başlangıç ve son hızları girmesini gerektirir. Bu ilerleme, yağlayıcı rejimi değerlendirmesi boyunca kesin veriler sağlar ve zaman ve maliyeti önemli ölçüde azaltır. Test, farklı endüstri mühendisliği uygulamalarında kullanılmak üzere büyük bir potansiyel göstermektedir.
Bir Güneş Pilinin Yüzey Pürüzlülüğü ve Özellikleri
Güneş Paneli Testinin Önemi
Bir güneş pilinin enerji emilimini en üst düzeye çıkarmak, teknolojinin yenilenebilir bir kaynak olarak hayatta kalması için kilit öneme sahiptir. Çok katmanlı kaplama ve cam koruma, fotovoltaik hücrelerin çalışması için gerekli olan ışığın emilimini, geçirgenliğini ve yansımasını sağlar. Çoğu tüketici güneş hücresinin 15-18% verimlilikte çalıştığı göz önüne alındığında, enerji çıktılarını optimize etmek devam eden bir mücadeledir.
Çalışmalar, yüzey pürüzlülüğünün ışığın yansımasında çok önemli bir rol oynadığını göstermiştir. Camın ilk katmanı ışığın yansımasını azaltmak için mümkün olduğunca pürüzsüz olmalıdır, ancak sonraki katmanlar bu kılavuza uymaz. Her bir kaplama arayüzünde, kendi tükenme bölgeleri içinde ışık saçılması olasılığını artırmak ve hücre içinde ışığın emilimini artırmak için bir dereceye kadar pürüzlülük gereklidir1. Bu bölgelerdeki yüzey pürüzlülüğünün optimize edilmesi güneş pilinin en iyi şekilde çalışmasını sağlar ve Nanovea HS2000 Yüksek Hızlı Sensör ile yüzey pürüzlülüğünün ölçümü hızlı ve doğru bir şekilde yapılabilir.
Ölçüm Hedefi
Bu çalışmada Nanovea'nın yeteneklerini sergileyeceğiz Profilometre HS2000 Yüksek Hızlı Sensör ile bir fotovoltaik hücrenin yüzey pürüzlülüğünü ve geometrik özelliklerini ölçerek. Bu gösterim için cam koruması olmayan monokristal bir güneş pili ölçülecektir ancak metodoloji diğer çeşitli uygulamalar için de kullanılabilir.
Test Prosedürü ve Prosedürler
Güneş pili yüzeyini ölçmek için aşağıdaki test parametreleri kullanılmıştır.
Sonuçlar ve Tartışma
Aşağıda güneş pilinin 2D sahte renkli görünümü ve ilgili yükseklik parametreleriyle birlikte yüzeyin alan çıkarımı gösterilmektedir. Her iki yüzeye de Gauss filtresi uygulanmış ve çıkarılan alanı düzleştirmek için daha agresif bir indeks kullanılmıştır. Bu, kesme indeksinden daha büyük olan formu (veya dalgalanmayı) hariç tutarak güneş pilinin pürüzlülüğünü temsil eden özellikleri geride bırakır.
Aşağıda gösterilen geometrik özelliklerini ölçmek için ızgara çizgilerinin yönüne dik bir profil alınmıştır. Izgara çizgisi genişliği, adım yüksekliği ve eğimi, güneş pili üzerindeki herhangi bir belirli konum için ölçülebilir.
Sonuç
Bu çalışmada Nanovea HS2000 Çizgi Sensörünün monokristal bir fotovoltaik hücrenin yüzey pürüzlülüğünü ve özelliklerini ölçme yeteneğini gösterebildik. Nanovea HS2000 Çizgi Sensörü, birden fazla numunenin doğru ölçümlerini otomatikleştirme ve geçme kalma limitlerini belirleme yeteneği ile kalite kontrol denetimleri için mükemmel bir seçimdir.
Referans
1 Scholtz, Lubomir. Ladanyi, Libor. Mullerova, Jarmila. "Influence of Surface Roughness on Optical Characteristics of Multilayer Solar Cells" Advances in Electrical and Electronic Engineering, vol. 12, no. 6, 2014, pp. 631-638.
